1、第四节第四节实验突破实验突破科学探究素养提升科学探究素养提升1实验2 探究浮力大小与物体排开液体所受重 力的关系实验1 探究浮力的大小与哪些因素有关甘肃近甘肃近年真题及拓展年真题及拓展2实验突破实验突破科学探究素养提升科学探究素养提升实验实验 1探究浮力的大小与哪些因素有关探究浮力的大小与哪些因素有关兰州兰州2020.29(1)；省卷；省卷2023.18图示法过实验图示法过实验1.测量浮力的方法测量浮力的方法：称重法称重法：F浮浮_GF示示探究问题探究问题操作过程图示操作过程图示控制变量法控制变量法实验结论实验结论密度密度探究浮力的大探究浮力的大小与物小与物体浸没体浸没液体的深度是液体的深度是
2、否有关否有关控制控制_不变不变，改变改变_，比较弹簧测力计比较弹簧测力计的示数的示数F1、F2与与F的差值大小的差值大小浸没在液体中浸没在液体中的物体的物体，所受所受浮力的大小与浮力的大小与液体的深度液体的深度_物体的密物体的密度表达式：度表达式：物物_液体密度液体密度 物体物体浸没液体的深度浸没液体的深度无关无关2FFF 水水2.探究问题探究问题探究问题探究问题操作过程图示操作过程图示控制变量法控制变量法实验结论实验结论密度密度探究浮力的大探究浮力的大小与物体排开小与物体排开液体的体积是液体的体积是否有关否有关控制控制_不变不变，改变改变_，比较弹比较弹簧测力计的示簧测力计的示数数F1、F2
3、与与F的的差值大小差值大小浸在液体中的浸在液体中的物体物体，所受浮所受浮力的大小与物力的大小与物体排开液体的体排开液体的体积体积_物体的密物体的密度表达式：度表达式：物物_液体密度液体密度 物物体排开体排开液体的液体的体积体积有关有关2FFF 水水探究问题探究问题操作过程图示操作过程图示控制变量法控制变量法实验结论实验结论密度密度探究浮力的探究浮力的大小与液体大小与液体的密度是否的密度是否有有关关控制控制_不变不变，改变改变_，比较弹簧测力计比较弹簧测力计的示数的示数F1、F2与与F的差值大小的差值大小浸没在液体中浸没在液体中的物体的物体，所受所受浮力的大小与浮力的大小与液体的密度液体的密度_
4、液体的密液体的密度表达式：度表达式：液液_ 物体排开液物体排开液体的体积体的体积液体的密度液体的密度有关有关21FFFF 水水3.实验的注意事项实验的注意事项(1)实验应进行多次测量：实验应进行多次测量：a.目的：目的：_；b.方法、操作：方法、操作：_使结论具有普遍性使结论具有普遍性换用不同的物体和液体进行多次实验换用不同的物体和液体进行多次实验一题多设问一题多设问例例1在探究在探究“浮力的大小与什么因素有关浮力的大小与什么因素有关”的实验中，小明提出了如下猜的实验中，小明提出了如下猜想：想：猜想与假设猜想与假设猜想猜想1：可能与液体的密度有关：可能与液体的密度有关猜想猜想2：可能与物体的密
5、度有关：可能与物体的密度有关猜想猜想3：可能与排开液体的体积有关：可能与排开液体的体积有关猜想猜想4：可能与物体浸没的深度有关：可能与物体浸没的深度有关设计与进行实验设计与进行实验为了验证猜想为了验证猜想，小明进行了如下实验小明进行了如下实验.(2)实验前首先应先观察弹簧测力计是否指在零刻度线处实验前首先应先观察弹簧测力计是否指在零刻度线处，若不在则若不在则需在需在_方向对弹簧测力计进行校零方向对弹簧测力计进行校零.(1)(创新设问创新设问情境创新情境创新)(2021河南河南)请你写出能够支持猜想请你写出能够支持猜想1的一个生活的一个生活现象：现象：_.人在水中下沉人在水中下沉，而在死海中却能
6、漂浮而在死海中却能漂浮竖直竖直(3)(创新设问创新设问测量原理测量原理)(2021成都成都)小明确定了测量浮力的方法：用弹小明确定了测量浮力的方法：用弹簧测力计先测出物体的重力簧测力计先测出物体的重力G，接着将物体浸入液体中静止时，读出测，接着将物体浸入液体中静止时，读出测力计对物体的拉力力计对物体的拉力F拉拉，可计算出物体所受的浮力，可计算出物体所受的浮力F浮浮其测量原理利用了其测量原理利用了_.A.F浮浮与与G是一对平衡力是一对平衡力B.F浮浮与与G是相互作用力是相互作用力C.F浮浮与与F拉拉是相互作用力是相互作用力D.F浮浮、F拉拉和和G是一组平衡力是一组平衡力D(4)探究浮力大小与排开
7、液体的体积是否有关，应选用物体的体积探究浮力大小与排开液体的体积是否有关，应选用物体的体积_(选填选填“大一些大一些”或或“小一些小一些”).大一些大一些分析数据，总结结论分析数据，总结结论(5)图图中铜块受到的浮力为中铜块受到的浮力为_N，方向为，方向为_.1.1竖直向上竖直向上(6)由由可知，铜块受到的浮力可知，铜块受到的浮力_(选填选填“变大变大”“变小变小”或或“不不变变”)，据此可验证猜想，据此可验证猜想3是是_的的.变大变大正确正确(7)为了验证猜想为了验证猜想2，实验中铜块和铝块的体积应，实验中铜块和铝块的体积应_(选填选填“相同相同”或或“不相同不相同”)，通过比较图，通过比较
8、图_(填序号填序号)可得出物体所受的浮可得出物体所受的浮力大小跟物体密度无关力大小跟物体密度无关.相同相同总结结论变式总结结论变式变式变式1(实验评估实验评估)(2023毕节改编毕节改编)通过比较通过比较三幅图，某同学得出：三幅图，某同学得出：浮力的大小与浸在液体中深度有关的结论，对此结论你认为是浮力的大小与浸在液体中深度有关的结论，对此结论你认为是_(选填选填“正确正确”或或“错误错误”)的，理由是的，理由是_.错误错误没有控制排开液体的体积相同没有控制排开液体的体积相同变式变式2分析比较图分析比较图可以验证猜想可以验证猜想_是正确的，并且可以初是正确的，并且可以初步得出的结论是：物体排开液
9、体的体积一定时，步得出的结论是：物体排开液体的体积一定时，_.1 液体密度越大液体密度越大，物体所物体所受浮力越大受浮力越大交流与反思交流与反思(8)(创新设问创新设问图像的辨识图像的辨识)(2021广安广安)当物体从接触水面开始到浸没于当物体从接触水面开始到浸没于水中，直至浸没到更深位置水中，直至浸没到更深位置(未触底未触底)，下图中表示此过程物体所受浮力，下图中表示此过程物体所受浮力F与浸入水中深度与浸入水中深度h关系的图像是关系的图像是_(填序号填序号).实验实验 2图示法过实验图示法过实验探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系兰州兰州2020.29
10、(24)、2022.31过程操作图示过程操作图示物理量的测量物理量的测量实验误差分析实验误差分析实验结论实验结论(1)浮力的测量原浮力的测量原理：理：F浮浮_(2)物体排开液体物体排开液体的重力测量原理：的重力测量原理：G排排G总总G桶桶溢水杯中必须装满液溢水杯中必须装满液体体，若不装满液体若不装满液体，则所测则所测_(选填选填“浮力浮力”或或“排开液体的重力排开液体的重力”)偏偏_浸在液体中的浸在液体中的物体所受的浮物体所受的浮力大小力大小_它排开液体所它排开液体所受的重力受的重力GF示示 排开液体的排开液体的重力重力小小等于等于一题多设问一题多设问例例2小红利用水设计了如图所示的实验来探究
11、小红利用水设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体浮力的大小跟排开液体所受重力的关系所受重力的关系”.设计与进行实验设计与进行实验(1)(创新设问创新设问实验操作实验操作)实验的最佳顺序是实验的最佳顺序是_(选填字母选填字母)A.1、2、3、4 B.4、1、2、3 C.2、1、4、3B(2)(2023凉山州改编凉山州改编)小红将测量的实验数据记录在下面的表格中请根小红将测量的实验数据记录在下面的表格中请根据图示将表格据图示将表格所缺内容补充完整所缺内容补充完整.物体所物体所受受的重力的重力/N物体在水中物体在水中时测力计的时测力计的读数读数/N _ 小桶和排开小桶和排开水所受的总水所受
12、的总重力重力/N小桶小桶所受所受的重力的重力/N_ 21 1.5 0.5 浮力浮力/N 排开水所排开水所受的重力受的重力/N分析数据，总结结论分析数据，总结结论(3)由图可知，物体受到的浮力是由图可知，物体受到的浮力是_N，通过实验可得到的结论是：，通过实验可得到的结论是：浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它_.1排开液体所受的重力排开液体所受的重力(4)根据表格数据可得物体的密度为根据表格数据可得物体的密度为_kg/m3.2103物体所物体所受受的重力的重力/N物体在水中物体在水中时测力计的时测力计的读数读数/N 浮力浮力/N 小桶和排开小桶和排开水所受的
13、总水所受的总重力重力/N小桶小桶所受所受的重力的重力/N排开水所受排开水所受的重力的重力/N 21 1.5 0.5 交流与反思交流与反思(5)若图若图2中物体未全部浸没在水中中物体未全部浸没在水中_(选填选填“会会”或或“不会不会”)影响实验影响实验结论结论.(6)在读数正确的情况下发现物体浸在水中所受浮力大于物体排开水所受在读数正确的情况下发现物体浸在水中所受浮力大于物体排开水所受重力，而且超出了误差允许的范围，得出此实验结论的原因可能是重力，而且超出了误差允许的范围，得出此实验结论的原因可能是_.不会不会溢水杯水未满就测量溢水杯水未满就测量误差分析变式误差分析变式变式变式在图在图2测量中，
14、溢水口还在溢水的过程中便急忙将小桶移开，这样测量中，溢水口还在溢水的过程中便急忙将小桶移开，这样会导致排开液体所受重力会导致排开液体所受重力_(选填选填“偏大偏大”或或“偏小偏小”).偏小偏小(7)(2022淄博改编淄博改编)小红根据实验数据的大小关系归纳出了实验结论并准备小红根据实验数据的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验结束实验，同组的小明认为实验还没有结束同组的小明认为实验还没有结束，理由是理由是_，接下来的实验操作应该是接下来的实验操作应该是_.结论不具有普遍性结论不具有普遍性 换用不同的液体和不同的物体进行多次实验换用不同的液体和不同的物体进行多次实验创新创新设问设问(8)(提出
15、新探究问题提出新探究问题)(2020绥化绥化)小红利用上述实验中的器材和木块，探究小红利用上述实验中的器材和木块，探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”，实验过，实验过程中程中_步骤不需要弹簧测力计步骤不需要弹簧测力计(选填选填“1”“2”“3”或或“4”)2(9)(创新装置创新装置)(2021云南省卷云南省卷)小明利用两个相同的弹簧测力计小明利用两个相同的弹簧测力计A和和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计质量忽略不计)对实验进行改进，对实验进行改进，装置如图装置如图5
16、所示向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，所示向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到观察到A的示数逐渐的示数逐渐_，B的示数逐渐的示数逐渐_，且，且A、B示数的变化量示数的变化量_(选填选填“相等相等”或或“不相等不相等”).比较小明和小红的实验方案比较小明和小红的实验方案，小明改进后的小明改进后的优点是优点是_(多选多选).A.测力计测力计A的示数就是物体所受浮力的大小的示数就是物体所受浮力的大小B.实验器材生活化实验器材生活化，测力计固定、示数更稳定测力计固定、示数更稳定C.能同能同步观察测力计步观察测力计A、B示数的变化示数的变化图图5减小减小增大增大相等相
17、等BC甘肃甘肃近近年真题及拓展年真题及拓展命题点命题点 1探究影响浮力大小的因素探究影响浮力大小的因素兰州兰州2020.29(1)；省卷；省卷2023.181.(2023省卷省卷18题题8分分)在在“探究影响浮力大小因素探究影响浮力大小因素”的实验中，一组同学提的实验中，一组同学提出了出了4种猜想种猜想小华：浮力大小与液体密度有关；小华：浮力大小与液体密度有关；小红：浮力大小与物体浸入液体的体积有关；小红：浮力大小与物体浸入液体的体积有关；冬冬：浮力大小与物体所受的重力有关；冬冬：浮力大小与物体所受的重力有关；玲玲：浮力大小与物体的形状有关玲玲：浮力大小与物体的形状有关他们找来了体积相同的他们
18、找来了体积相同的A、B两块实心金属块、弹簧测力计、一杯水、一两块实心金属块、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等仪器按照图中所示规范地完成了实验，记录了如下表杯盐水、细绳等仪器按照图中所示规范地完成了实验，记录了如下表所示的实验数据所示的实验数据次数次数 金属块金属块物体重物体重力力/N液体密度液体密度g/cm3物体浸在液体物体浸在液体中的体积中的体积/cm3测力计测力计的示数的示数/N1A51.0204.82A51.0604.43A51.01004.04A51.21005B31.21001.8观察表中的数据，回答下列问题：观察表中的数据，回答下列问题：(1)根据表中实验数据，可知根据表中实验
19、数据，可知A物体浸在液体中的体积为物体浸在液体中的体积为60 cm3时，物体时，物体A所受浮力大小为所受浮力大小为_N；表格中标有；表格中标有“”的位置的数据应该是的位置的数据应该是_；0.63.8次数次数 金属块金属块物体重物体重力力/N液体密度液体密度g/cm3物体浸在液体物体浸在液体中的体积中的体积/cm3测力计测力计的示数的示数/N1A51.0204.82A51.0604.43A51.01004.04A51.21005B31.21001.8(2)通过分析比较第通过分析比较第_次实验数据，能够说明小华同学的猜想是正确次实验数据，能够说明小华同学的猜想是正确的；分析比较第的；分析比较第_次
20、实验数据，能够说明小红同学的猜想是正次实验数据，能够说明小红同学的猜想是正确的；确的；3、41、2、3次数次数 金属块金属块物体重物体重力力/N液体密度液体密度g/cm3物体浸在液体物体浸在液体中的体积中的体积/cm3测力计测力计的示数的示数/N1A51.0204.82A51.0604.43A51.01004.04A51.21003.85B31.21001.8(3)为了验证冬冬同学的猜想，他们选择了第为了验证冬冬同学的猜想，他们选择了第_次实验数据，他们次实验数据，他们发现浮力大小与物体所受的重力发现浮力大小与物体所受的重力_(选填选填“无关无关”或或“有关有关”)；4、5无关无关次数次数 金
21、属块金属块物体重物体重力力/N液体密度液体密度g/cm3物体浸在液体物体浸在液体中的体积中的体积/cm3测力计测力计的示数的示数/N1A51.0204.82A51.0604.43A51.01004.04A51.21003.85B31.21001.8(4)要验证玲玲的猜想，同学们又找来了一块橡皮泥，他们把橡皮泥捏成要验证玲玲的猜想，同学们又找来了一块橡皮泥，他们把橡皮泥捏成不同形状，先后放入水中，发现有的漂浮在水面上，有的下沉他们由不同形状，先后放入水中，发现有的漂浮在水面上，有的下沉他们由此得出结论：浮力的大小与物体的形状有关请指出他们实验方法的错此得出结论：浮力的大小与物体的形状有关请指出他
22、们实验方法的错误之处：误之处：_.实验中没有控制橡皮泥浸入液体的体积相同实验中没有控制橡皮泥浸入液体的体积相同命题点命题点 2探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系兰州兰州2020.29(24)、2022.312.(2020兰州兰州29题题5分分)小霞利用如图所示的器材进行有关浮力大小的探究小霞利用如图所示的器材进行有关浮力大小的探究实验实验表一表一 物体浸入水中的体积占总体积的比例物体浸入水中的体积占总体积的比例0.20.40.60.81弹簧测力计的示数弹簧测力计的示数/N3.42.92.41.91.4分析表一中的实验数据，小霞得出的结论是：物体浸入
23、水中的体积越大，分析表一中的实验数据，小霞得出的结论是：物体浸入水中的体积越大，受到的浮力越受到的浮力越_(选填选填“大大”或或“小小”)大大(1)如图甲所示，将物体逐渐浸入水中，观察弹簧测力计示数的变化，并如图甲所示，将物体逐渐浸入水中，观察弹簧测力计示数的变化，并将数据记录在表一中将数据记录在表一中(2)小霞继续利用水和石块进行如图乙所示的实验探究，并将相关实验数小霞继续利用水和石块进行如图乙所示的实验探究，并将相关实验数据记录在表二中请补充表二中的数据：据记录在表二中请补充表二中的数据：_、_表二表二 石块重力石块重力G石石/N空杯重力空杯重力G杯杯/N石块浸没在水石块浸没在水中时弹簧测
24、力中时弹簧测力计的示数计的示数F/N杯和水的杯和水的总重总重G总总/N石块浸没在石块浸没在水中时所受水中时所受浮力浮力F浮浮/N石块排开水石块排开水所受的重力所受的重力G排排/N2.01.01.41.60.60.6(3)根据表二的实验数据可得出的结论是：物体受到浮力的大小根据表二的实验数据可得出的结论是：物体受到浮力的大小_(4)由表二的数据，还可以计算出石块的体积为由表二的数据，还可以计算出石块的体积为_m3.(g 10 N/kg)等于物体等于物体排开液体所受的重力排开液体所受的重力6105表二表二 石块重力石块重力G石石/N空杯重力空杯重力G杯杯/N石块浸没在水石块浸没在水中时弹簧测力中时
25、弹簧测力计的示数计的示数F/N杯和水的杯和水的总重总重G总总/N石块浸没在石块浸没在水中时所受水中时所受浮力浮力F浮浮/N石块排开水石块排开水所受的重力所受的重力G排排/N2.01.01.41.60.60.63.(2022兰州兰州31题题5分分)如图所示，为了验证如图所示，为了验证“阿基米德原理阿基米德原理”，某同学做了，某同学做了如下实验：如下实验：(1)如图甲，在弹簧的下端挂一个小桶，小桶的下面吊一个石块，记下弹如图甲，在弹簧的下端挂一个小桶，小桶的下面吊一个石块，记下弹簧伸长后下端到达的位置簧伸长后下端到达的位置O，将此时弹簧对小桶的拉力记为，将此时弹簧对小桶的拉力记为T1，小桶与石，小桶与石块的总重记为块的总重记为G，则，则T1 _(选填选填“”“”或或“”“”或或“”)T1；(4)通过对图丙中小桶和石块的受力分析，请推通过对图丙中小桶和石块的受力分析，请推导石块受到的浮力导石块受到的浮力F浮浮与排出水的重力与排出水的重力G排排之间之间的关系的关系_.(要求写出推导过程要求写出推导过程)因为因为T1G，T2F浮浮GG排排，且且T1T2，所以所以F浮浮G排排(2)如图乙，在溢水杯中盛满水，当石块浸没在水中时，排出的水便流入如图乙，在溢水杯中盛满水，当石块浸没在水中时，排出的水便流入到旁边的小杯中，将排出水的重力记为到旁边的小杯中，将排出水的重力记为G排排；
